9] 具體的說(shuō)，本發(fā)明的方法步驟如下：
[0030] (1)在外部包裹有夾套的φ 8*800不銹鋼管式反應(yīng)器9中加入粒徑為l-2mm的固 體酸催化劑S042 /Zr02，其中固體酸催化劑加填量與管式反應(yīng)器管內(nèi)體積比為0. 63:1 ;將甲 醇儲(chǔ)罐1和苯胺儲(chǔ)罐4中的甲醇①和苯胺②按照質(zhì)量比為1. 5:1由計(jì)量栗5打入混合器6 中混合后，經(jīng)預(yù)熱器加熱爐8加熱汽化得到甲醇和苯胺的混合氣體③進(jìn)入管式反應(yīng)器9反 應(yīng)，反應(yīng)生成的混合氣體經(jīng)冷凝器11冷凝進(jìn)入收集器14,收集器14底部采出N，N-二甲基 苯胺粗產(chǎn)品④；
[0031] (2)將收集器底部采出N，N_二甲基苯胺粗產(chǎn)品④加入側(cè)線精餾塔15,經(jīng)側(cè)線精 餾，側(cè)線精餾塔側(cè)線出料為含量多99. lwt %的N，N-二甲基苯胺⑥，側(cè)線精餾塔塔頂?shù)玫郊?醇水溶液⑤，側(cè)線精餾塔塔底出料為含有N，N-二甲基苯胺的混合液⑦；
[0032] (3)將側(cè)線精餾塔塔頂?shù)玫郊状妓芤孩菁尤刖s塔16,經(jīng)精餾分離，精餾塔塔 頂?shù)玫胶慷?9. 3wt%的甲醇⑧，循環(huán)至原料預(yù)熱器進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)，精餾塔塔底得到含量 彡99. lwt%的水⑨。
[0033] 上述過(guò)程的工藝條件：甲醇/苯胺質(zhì)量比、預(yù)熱器預(yù)熱溫度、管式反應(yīng)器溫度、管 式反應(yīng)器壓力、空速、各塔溫度壓力控制、回流比、進(jìn)料位置及塔板數(shù)見(jiàn)表1、表2所示，結(jié)果 見(jiàn)表3所示。
[0034] 表1連續(xù)氣相催化反應(yīng)制備N(xiāo)，N-二甲基苯胺的操作條件

[0036] 表2側(cè)線精餾塔和精餾塔的操作條件
[0039] 表3連續(xù)氣相催化反應(yīng)制備N(xiāo)，N-二甲基苯胺的結(jié)果
[0040]
[0041] 該制備工藝簡(jiǎn)單方便易于實(shí)現(xiàn)，原料苯胺轉(zhuǎn)化率可達(dá)到97. 50%以上，管式反應(yīng)器 制得的N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品的純度可達(dá)到50.0 wt%以上，經(jīng)精餾分離之后N，N-二甲基 苯胺的純度可達(dá)到99. 1%以上；固體酸催化劑S042 /Zr02g 552小時(shí)連續(xù)使用，苯胺轉(zhuǎn)化率 僅降低〇. 17%，形成殘液量低于1. 3%，同時(shí)克服了無(wú)機(jī)酸催化工藝產(chǎn)生廢酸水的問(wèn)題。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] 改變管式反應(yīng)器的壓力，采用與實(shí)施例1中步驟（1)相同的條件進(jìn)行氣相催化反 應(yīng)，苯胺在管式反應(yīng)器中的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率及N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品純度如圖2所示。當(dāng)管 式反應(yīng)器的壓力為1. 50-2. 5MPa時(shí)，N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品純度以及苯胺的轉(zhuǎn)化率逐步提 高，2. 50時(shí)達(dá)到最高值，當(dāng)壓力在2. 50-3. 5MPa內(nèi)繼續(xù)增加時(shí)，N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品純度 以及苯胺的轉(zhuǎn)化率會(huì)略有下降。
[0044] 實(shí)施例3
[0045] 改變管式反應(yīng)器反應(yīng)溫度，采用與實(shí)施例1中步驟（1)相同的條件，苯胺在管式反 應(yīng)器中的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率及N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品純度如圖3所示。當(dāng)管式反應(yīng)器的反應(yīng)溫 度為259. 3-305. 2 °C時(shí)，N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品純度以及苯胺的轉(zhuǎn)化率逐步提高，305. 2 °C 時(shí)達(dá)到最高值，當(dāng)溫度在305. 2-346. 9°C內(nèi)繼續(xù)增加，N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品純度以及苯 胺的轉(zhuǎn)化率略有下降。
[0046] 實(shí)施例4
[0047] 改變甲醇與苯胺的質(zhì)量比，采用與實(shí)施例1中步驟（1)相同的條件，苯胺在管式反 應(yīng)器中的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率及N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品純度如圖3所示。當(dāng)甲醇與苯胺的質(zhì)量比 為1. 21-1. 5:1時(shí)，N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品純度以及苯胺的轉(zhuǎn)化率逐步提高，1. 5:1時(shí)達(dá)到 最高值，當(dāng)該質(zhì)量比在1. 5-1. 7:1內(nèi)繼續(xù)增加，N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品純度以及苯胺的轉(zhuǎn) 化率略有下降。其原因主要是過(guò)量甲醇與N，N-二甲基苯胺進(jìn)一步反應(yīng)生成衍生產(chǎn)品，降低 了 N，N-二甲基苯胺的純度和收率。
[0048] 實(shí)施例5
[0049] 在管式反應(yīng)器有效長(zhǎng)度與內(nèi)管徑之比為100:1，甲醇/苯胺的質(zhì)量比為1. 5 :1 時(shí)，催化劑加填量與管式反應(yīng)器管內(nèi)體積比為〇. 63:1，控制反應(yīng)壓力為2. 5MPa、溫度溫度 305. 1°C，空速比對(duì)N，N-二甲基苯胺的純度及轉(zhuǎn)化率影響見(jiàn)圖5所示，空速在0. 55-0. 75h 1時(shí)，純度和轉(zhuǎn)化率基本保持不變，當(dāng)空速繼續(xù)增加，純度和轉(zhuǎn)化率有所下降，主要由于原料 未得到有效反應(yīng)，降低了 N，N-二甲基苯胺的純度和收率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種N，N-二甲基苯胺的連續(xù)化制備方法，其特征在于，以固體酸SO42 /Zr02為催 化劑，在管式反應(yīng)器中，甲醇與苯胺進(jìn)行氣相催化反應(yīng)，所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)精餾分離得到 N, N-二甲基苯胺。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種N，N-二甲基苯胺的連續(xù)化制備方法，其特征在于，所述 方法的步驟是： (1) 在管式反應(yīng)器中加入固體酸S042 /Zr02，將原料苯胺與甲醇加熱汽化之后連續(xù)通入 管式反應(yīng)器中，氣相催化反應(yīng)生成的混合氣體經(jīng)冷凝后得到N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品； (2) 步驟（1)得到的N，N-二甲基苯胺粗產(chǎn)品加入側(cè)線精餾塔精餾分離，側(cè)線精餾塔側(cè) 線出料為含量多99.lwt%的N，N-二甲基苯胺，側(cè)線精餾塔塔頂?shù)玫郊状妓芤海瑐?cè)線精餾 塔塔底出料為含有N，N-二甲基苯胺的混合液； (3) 將側(cè)線精餾塔塔頂?shù)玫郊状妓芤杭尤刖s塔，經(jīng)精餾分離，精餾塔塔頂?shù)玫降募?醇作為原料循環(huán)使用。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種N，N-二甲基苯胺的連續(xù)化制備方法，其特征在于， 所述方法中，原料苯胺與甲醇的質(zhì)量比為1 :1. 21-1. 7。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種N，N-二甲基苯胺的連續(xù)化制備方法，其特征 在于，所述氣相催化反應(yīng)的壓力為1. 50-3. 5MPa、反應(yīng)溫度為259. 3-346. 9 °C、空速為 O. 55-0. 75h5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種N，N-二甲基苯胺的連續(xù)化制備方法，其特征在于， 側(cè)線精餾塔的壓力為〇·l〇13MPa，塔頂溫度（°C)為74. 1-75.8°C，側(cè)線溫度（°C)為 183. 3-184. 5°C，塔底溫度（°C)為 196. 2-199. 5°C，回流比為 2-3。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種N，N-二甲基苯胺的連續(xù)化制備方法，其特征在于， 所述精餾塔的壓力為0.10131〇^，塔頂溫度（°(：)為63.8-65.7°(：，塔底溫度（°(：)為 101. 2-104. 6°C，回流比為 3。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種N，N-二甲基苯胺的連續(xù)化制備方法，其特征在于， 甲醇經(jīng)精餾回收，精餾塔塔頂?shù)玫胶慷?9. 3wt%的甲醇，精餾塔塔底得到的水，其純度 多 99.lwt%。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種N，N-二甲基苯胺的連續(xù)化制備方法，其特征在于，管式 反應(yīng)器有效長(zhǎng)度與內(nèi)管徑之比為90~110:1，固體酸催化劑加填量與管式反應(yīng)器管內(nèi)體積 比為 0.63:1。
【專(zhuān)利摘要】一種N,N-二甲基苯胺的連續(xù)化制備方法，以固體酸SO42-/ZrO2為催化劑，在管式反應(yīng)器中，甲醇與苯胺進(jìn)行氣相催化反應(yīng)，所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)精餾分離得到N,N-二甲基苯胺。本發(fā)明的制備工藝以固體酸SO42-/ZrO2為催化劑，采用連續(xù)管式氣相催化和精餾結(jié)合制備N(xiāo),N-二甲基苯胺，苯胺轉(zhuǎn)化率可達(dá)到97.50％以上，N,N-二甲基苯胺的純度可達(dá)到99.1％以上，甲醇循環(huán)使用，催化劑連續(xù)使用壽命長(zhǎng)，同時(shí)克服了無(wú)機(jī)酸催化工藝產(chǎn)生廢酸水的問(wèn)題。
【IPC分類(lèi)】C07C209/18, C07C211/48
【公開(kāi)號(hào)】CN105399637
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510869970
【發(fā)明人】顧正桂, 王志順, 施賽建, 孫昊
【申請(qǐng)人】南京師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年12月1日